β-FeOOH/U-g-C3N4异质结的制备及光电催化析氢性能

通过两步合成法合成了新型的β-FeOOH/U-g-C3N4异质结光催化剂。首先通过热聚合制备超薄g-C3N4(U-g-C3N4)样品,然后通过超声技术以U-g-C3N4和FeCl3·6H2O为前驱体制备β-FeOOH/U-g-C3N4异质结。系统研究了铁盐种类、前驱体质量比、pH值和超声时间等合成条件对β-FeOOH/U-g-C3N4异质结光催化析氢性能的影响。具有最佳析氢性能的β-FeOOH/U-g-C3N4异质结的比表面积为47.7 m2·g-1,是U-g-C3N4的3倍;与U-g-C3N4相比,β-FeOOH/U-g-C3N4异质结的能带隙从2.70 eV降低到2.02 eV,吸收边带从472 nm红移至583 nm。另外,光催化制氢反应中β-FeOOH/U-g-C3N4异质结的Tafel斜率为87.2 mV·dec-1,低于U-g-C3N4的147.4 mV·dec-1和β-FeOOH的156.8 mV·dec-1。结果表明复合产物较U-g-C3N4具有更高的光电催化活性。光电催化活性提高应归因于β-FeOOH和U-g-C3N4形成了异质结,界面电子通过碳物质可以更高效地转移,同时产生了较多的活性反应位点。因此,通过超声法将β-FeOOH和U-g-C3N4复合是一种制备较高光电催化活性且稳定的光电催化材料的有效策略之一。

g-C_3N_4/Ag/α-FeOOH对磺胺嘧啶的光催化降解效果评价

采用水热法和光沉积法成功制备了三元催化剂g-C_3N_4/Ag/α-FeOOH,利用红外光谱(IR)、X-射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)表征了g-C_3N_4/Ag/α-FeOOH的组分、晶型和形貌,并研究了其对可见光下磺胺嘧啶(SD)的催化降解性能。结果表明:g-C_3N_4和α-FeOOH成功结合,贵金属Ag在α-FeOOH表面沉积;g-C_3N_4/Ag/α-FeOOH具有较多孔型和较大的比表面积,能有效提高对可见光的利用率。光催化SD实验表明,SD的光降解反应符合一级反应动力学;在500 W氙灯的模拟太阳光照射下,10mg·L^(-1)的g-C_3N_4和α-FeOOH单独对SD的降解促进率分别达到73.75%和68.80%;g-C_3N_4/Ag/α-FeOOH对SD的催化性能比g-C_3N_4和α-FeOOH都有明显提高,在投加量为10mg·L^(-1)时,达到最佳催化促进效果,降解促进率为107.50%。